JP2021018131A - エッジ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート２６のエッジ３６位置を検出できる、エッジ検出装置２２の提供。【解決手段】エッジ検出装置２２は、幅方向にエッジ３６の位置をずらして少なくとも２枚のシート２６を貼り合わせることで構成された複合シート２４の幅方向の画像を撮影するラインカメラ３８と、複合シート２４に光をあてる一対の照明４０と、を備える。複合シート２４の長さ方向において、一対の照明４０はラインカメラ３８を挟んで配置され、一方の照明４０の光があたる部分に、他方の照明４０の光があてられる。ラインカメラ３８の視野に、一方のシート２６上に位置する他方のシート２６のエッジ３６が含まれる。【選択図】図１

Description

本発明は、エッジ検出装置に関する。詳細には、本発明は、幅方向にエッジの位置をずらして少なくとも２枚のシートを貼り合わせることで構成された複合シートにおいて、一方のシート上に位置する他方のシートのエッジを検出するエッジ検出装置に関する。

図４には、タイヤ２のビード部４が示される。このビード部４においては、ビード６の軸方向外側にリムのフランジと接触するクリンチ８が位置する。クリンチ８は架橋ゴムからなる。ビード６の径方向内側には、リムのシートと接触するチェーファー１０が位置する。チェーファー１０は、布と、この布に含侵したゴムとからなる。ビード６の軸方向内側には、タイヤ２の内面をなすインナーライナー１２が位置する。インナーライナー１２は架橋ゴムからなる。インナーライナー１２とカーカス１４との間には、インスレーション１６が位置する。インスレーション１６は架橋ゴムからなる。

詳述しないが、タイヤ２の製造では、ビード６、カーカス１４等の部材を組み合わせて未加硫状態のタイヤ（以下、生タイヤとも称される。）が成形される。この生タイヤを加硫することで、タイヤ２が得られる。

生タイヤの成形では、シート状に成形された、チェーファー１０、インナーライナー１２及びインスレーション１６を組み合わせて複合シートが準備される。

図５は、複合シート１８の断面を示す。図５において、左右方向は複合シート１８の幅方向である。紙面に対して垂直な方向は、この複合シート１８の長さ方向である。

図５に示された複合シート１８は、一対のチェーファー１０、インナーライナー１２及びインスレーション１６により構成される。この複合シート１８では、インナーライナー１２の幅はインスレーション１６の幅よりも狭く、インナーライナー１２全体がインスレーション１６に積層される。一対のチェーファー１０はそれぞれ、インナーライナー１２から幅方向外側に突出するインスレーション１６に積層される。

図６には、複合シート１８の成形方法の一例が示される。この図６に示されるように、インスレーション１６にインナーライナー１２が貼り合わされ、チェーファー１０がインナーライナー１２から突出するインスレーション１６に貼り合わされる。インスレーション１６、インナーライナー１２及び一対のチェーファー１０がロール２０にて圧着される。これにより、複合シート１８が得られる。

複合シート１８におけるインスレーション１６、インナーライナー１２及びチェーファー１０のエッジの位置は、図４に示されたタイヤ２の断面における各部材のエッジの位置に影響する。このため、シートの幅、そしてシートのエッジ位置を把握できる装置の開発が進められている（例えば、下記の特許文献１）。

特開２００１−２０１３３５号公報

タイヤ２の部材に用いられるゴムは、カーボンブラックを含む。このため、タイヤ２を構成する各部材の色は黒色である。同じ黒色のシートが積層されるため、シートのエッジを検出するのは容易でない。

シートがある程度の厚さを有していれば、例えば、変位センサーを用いることでシートのエッジを検出できる。しかし、軽量化の観点から、タイヤ２の部品として薄いシートを採用した場合、変位センサーでは、エッジを検出するのは難しい。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、シートのエッジ位置を検出できる、エッジ検出装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るエッジ検出装置は、幅方向にエッジの位置をずらして少なくとも２枚のシートを貼り合わせることで構成された複合シートにおいて、一方のシート上に位置する他方のシートのエッジを検出するエッジ検出装置であって、前記複合シートの幅方向の画像を撮影するラインカメラと、前記複合シートに光をあてる一対の照明と、を備える。前記複合シートの長さ方向において、前記一対の照明は前記ラインカメラを挟んで配置され、一方の照明の光があたる部分に、他方の照明の光があてられる。前記ラインカメラの視野に、一方のシート上に位置する他方のシートのエッジが含まれる。

好ましくは、このエッジ検出装置では、前記ラインカメラは、その真下に位置する複合シートの幅方向の画像を撮影する。

好ましくは、このエッジ検出装置では、前記一方の照明の光の向きが前記ラインカメラの光軸に対してなす角度は、前記他方の照明の光の向きが前記ラインカメラの光軸に対してなす角度と同じである。

好ましくは、このエッジ検出装置は、前記複合シートをその長さ方向に搬送する搬送手段を備える。

本発明のエッジ検出装置は、シートのエッジ位置を検出できる。このエッジ検出装置は、高品質なタイヤの製造に貢献できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るエッジ検出装置の概要を示す正面図である。 図２は、エッジ検出装置の平面図である。 図３は、エッジ検出装置にて撮影された画像である。 図４は、タイヤのビード部を示す断面図である。 図５は、複数のシートで構成された複合シートを示す断面図である。 図６は、複合シートの成形方法を説明する斜視図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて、本発明が詳細に説明される。

図１及び図２には、本発明の一実施形態に係るエッジ検出装置２２の概要が示される。このエッジ検出装置２２は、幅方向にエッジの位置をずらして少なくとも２枚のシートを貼り合わせることで構成された複合シート２４において、一方のシート上に位置する他方のシートのエッジを検出するための装置である。

図１において、左右方向は複合シート２４の長さ方向である。紙面に対して垂直な方向は、複合シート２４の幅方向である。図２においては、左右方向は複合シート２４の長さ方向であり、上下方向は複合シート２４の幅方向である。

［複合シート２４］
図１及び図２に示された複合シート２４は、幅の異なる２枚のシート２６からなる。この複合シート２４では、幅広の第一シート２８に幅狭の第二シート３０が積層している。

図２に示されるように、この複合シート２４では、幅方向において、第二シート３０のエッジ３２は第一シート２８のエッジ３４よりも内側に位置する。言い換えれば、この第二シート３０のエッジ３２は、第一シート２８のエッジ３４から幅方向内側にずれて配置される。この複合シート２４は幅方向にエッジ３６の位置をずらして２枚のシート２６を貼り合わせることで構成されており、第二シート３０のエッジ３２が第一シート２８上に位置している。

複合シート２４をなすシート２６は、カレンダーロール等の成形機において未加硫状態のゴムをシート状に加工することにより得られる。この複合シート２４をなすシート２６が、並列した多数のコードとこれらコードを覆うゴムとで構成されたゴム引きコード部材（図示されず）であってもよい。

未加硫状態のゴム（以下、未加硫ゴムとも称される。）は、バンバリーミキサー等の混錬機を用いて基材ゴム及び薬品を混合して得られる。この基材ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）が例示される。薬品としては、カーボンブラックやシリカのような補強剤、アロマチックオイル等のような可塑剤、酸化亜鉛等のような充填剤、ステアリン酸のような滑剤、老化防止剤、加工助剤、硫黄及び加硫促進剤が例示される。基材ゴム及び薬品の選定、選定した薬品の含有量等は、このゴムが適用される構成要素の仕様に応じて、適宜決められる。

図１及び図２に示された複合シート２４において、第一シート２８は図４に示された複合シート１８におけるインスレーション１６である。第二シート３０は、この図４に示された複合シート１８におけるインナーライナー１２である。第二シート３０からはみ出している第一シート２８に、第三シートとしてのチェーファー１０を貼り合わせることで、図４に示された複合シート１８が得られる。

この複合シート２４では、第一シート２８と第二シート３０とは同じ色を有する。第一シート２８のための未加硫ゴム、そして第二シート３０のための未加硫ゴムは、カーボンブラックを含む。第一シート２８及び第二シート３０の色は黒色である。

［エッジ検出装置２２］
エッジ検出装置２２は、タイヤ２の製造ラインの一部をなす。図示されないが、この製造ラインにおいて、エッジ検出装置２２は、第一シート２８と第二シート３０とを貼り合わせて複合シート２４を成形する成形機の下流側に位置する。この装置２２は、この複合シート２４に２枚の第三シートを貼り合わせて図４に示された複合シート１８を成形する成形機の上流側に位置する。図１及び図２において、紙面の左側がこのエッジ検出装置２２の上流側であり、紙面の右側がこのエッジ検出装置２２の下流側である。

このエッジ検出装置２２（以下、装置２２とも称される。）は、ラインカメラ３８と、一対の照明４０と、制御手段４２とを備える。

ラインカメラ３８は、複合シート２４の上方に位置する。この装置２２では、ラインカメラ３８は、その真下に位置する複合シート２４の画像を撮影する。ラインカメラ３８は、エリアカメラのように二次元ではなく、直線状に配列された受光素子を備える。このラインカメラ３８は、複合シート２４の幅方向の画像を撮影する。このラインカメラ３８としては、例えば、キーエンス社製の商品名「ＸＧ−Ｘシリーズ ラインカメラ」が挙げられる。

一対の照明４０は、複合シート２４の長さ方向において、ラインカメラ３８を挟んで配置される。それぞれの照明４０は、複合シート２４に光をあてる。この装置２２では、上流側に位置する照明４０が第一照明４４であり、下流側に位置する照明４０が第二照明４６である。

照明４０としては、エリア照明及びライン照明が挙げられる。幅方向に沿って複合シート２４に線状にむらなく光を当てることができる観点から、ライン照明が好ましい。この照明４０に用いられる光源としては、指向性の高い光を照射できる光源が好適に用いられる。このような光源としては、ＬＥＤ光源が挙げられる。この装置２２の照明４０としては、多数のＬＥＤ光源が直線状に並んだライン照明がより好ましい。

制御手段４２は、例えばＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む記憶部等を有するマイクロコンピュータにより構成され、記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することによって所定の機能を発揮する。この装置２２では、ラインカメラ３８等の装置２２を構成する要素は、通信ケーブル４８で制御手段４２と繋げられている。詳述しないが、この制御手段４２は、これら要素の動作を制御する。

この装置２２では、ラインカメラ３８は複合シート２４の幅方向全体の画像を撮影する。このラインカメラ３８の視野には、第一シート２８上に位置する第二シート３０のエッジ３２が含まれる。

この装置２２では、ラインカメラ３８の両側に位置する照明４０が複合シート２４に光をあてる。第一照明４４の光があたる部分に、第二照明４６の光があてられる。第二照明４６の光があたる部分に、第一照明４４の光があてられてもよい。ラインカメラ３８は、２つの照明４０の光があたっている部分の画像を撮影する。

図３には、この装置２２のラインカメラ３８で撮影した画像の一部が示される。この装置２２では、複合シート２４の表面状態を反映した画像、特に、第二シート３０と第一シート２８との境界位置におけるコンストラスト差が反映された画像が撮影される。このため、この画像には、この図３に示されるように、第一シート２８上に位置する第二シート３０のエッジ３２が鮮明に映し出される。

この装置２２では、ラインカメラ３８で撮影した画像はデータとして制御手段４２に入力される。この制御手段４２において、記憶部に予め記憶された、画像処理のための周知のプログラムによって、このデータが解析される。これにより、複合シート２４の長さ方向に延びる第二シート３０のエッジ３２位置が検出される。この装置２２では、制御手段４２はラインカメラ３８で撮影した画像のデータを解析する解析手段５０としての機能を有する。この装置２２は、ラインカメラ３８で撮影した画像のデータを解析する解析手段５０を備える。

この装置２２では、第一シート２８と第二シート３０とが同色であり、しかも黒色を呈しているにも関わらず、ラインカメラ３８が撮影した画像に、第一シート２８上に位置する第二シート３０のエッジ３２が鮮明に映し出される。このエッジ３６が映し出された画像に基づいて、シート２６のエッジ３６位置が検出される。

前述したように、下流側に位置する成形機において、複合シート２４に２枚の第三シートを貼り合わせて図４に示された複合シート１８が形成される。この複合シート２４の形成のための動作プログラムに、検出したエッジ３６の位置データを反映させることで、成形機は第三シートを正しい位置に正確に貼り付けることができる。この装置２２は、検出したエッジ３６の位置データに基づいて、第一シート２８に積層された第二シート３０の幅も確認できる。このエッジ検出装置２２は、高品質なタイヤ２の製造に貢献できる。

図１において、点線ＡＬはラインカメラ３８の光軸である。この光軸ＡＬは、複合シート２４の長さ方向に対して垂直に延びる。実線Ｌ１は第一照明４４の光の向きであり、実線Ｌ２は第二照明４６の光の向きである。この照明４０の光の向きは、複合シート２４に対する照明４０の向きにより調整される。

図１において、角度αは第一照明４４の光の向きＬ１がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度である。角度βは、第二照明４６の光の向きＬ２がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度である。

この装置２２では、第一照明４４の光の向きＬ１がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度αは、第二照明４６の光の向きＬ２がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度βと同じである。この装置２２では、複合シート２４の表面状態を反映した画像が撮影されるので、第一シート２８上に位置する第二シート３０のエッジ３２がより鮮明に映し出される。エッジ３６がより鮮明に映し出された画像が得られるので、この装置２２はシート２６のエッジ３６位置を確実に検出できる。この観点から、この装置２２では、第一照明４４の光の向きＬ１がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度αは、第二照明４６の光の向きＬ２がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度βと同じであるのが好ましい。なお、この装置２２では、角度αと角度βとの差が−３°以上３°以下の範囲にある場合に、角度αと角度βとが同じであると判断される。

この装置２２では、エッジ３６がより鮮明に映し出された画像が得られる観点から、第一照明４４の光の向きＬ１がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度αは３０°以上が好ましく、６０°以下が好ましい。同様の観点から、第二照明４６の光の向きＬ２がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度βは３０°以上が好ましく、６０°以下が好ましい。この装置２２では、第一照明４４の光の向きＬ１がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度αが３０°以上６０°以下であり、第二照明４６の光の向きＬ２がラインカメラ３８の光軸ＡＬに対してなす角度βが３０°以上６０°以下であり、そして角度αと角度βとが同じであるのがさらに好ましい。

この装置２２は、複合シート２４をその長さ方向に搬送する搬送手段５２を備えることができる。搬送手段５２を備えた装置２２は、複合シート２４を搬送しながら、この複合シート２４の幅方向の画像を連続的又は断続的に撮影することができる。この装置２２は、複合シート２４の長さ方向全体にわたって、シート２６のエッジ３６位置を検出できる。この装置２２は、高品質なタイヤ２の製造に貢献する。この観点から、この装置２２は複合シート２４をその長さ方向に搬送する搬送手段５２を備えるのが好ましい。

図１及び２に示された装置２２では、搬送手段５２としてローラーコンベアが用いられている。この装置２２では、搬送手段５２はローラーコンベアに限られない。例えば、ベルトコンベアが搬送手段５２として用いられてもよい。

以上説明したように、本発明のエッジ検出装置２２は、シート２６のエッジ３６位置を検出できる。このエッジ検出装置２２は、高品質なタイヤ２の製造に貢献できる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

以上説明された、複合シートにおけるシートのエッジ位置を検出する技術は、他のタイヤ用材料におけるエッジ位置の検出にも適用できる。

２・・・タイヤ
４・・・ビード部
１０・・・チェーファー
１２・・・インナーライナー
１６・・・インスレーション
１８・・・複合シート
２２・・・検出装置
２４・・・複合シート
２６・・・シート
２８・・・第一シート
３０・・・第二シート
３２・・・第二シート３０のエッジ
３４・・・第一シート２８のエッジ
３６・・・シート２６のエッジ
３８・・・ラインカメラ
４０・・・照明
４２・・・制御手段
４４・・・第一照明
４６・・・第二照明
５０・・・解析手段
５２・・・搬送手段

Claims (4)

1. 幅方向にエッジの位置をずらして少なくとも２枚のシートを貼り合わせることで構成された複合シートにおいて、一方のシート上に位置する他方のシートのエッジを検出するエッジ検出装置であって、
   前記複合シートの幅方向の画像を撮影するラインカメラと、
   前記複合シートに光をあてる一対の照明と、
   を備え、
   前記複合シートの長さ方向において、前記一対の照明が前記ラインカメラを挟んで配置され、
   一方の照明の光があたる部分に、他方の照明の光があてられ、
   前記ラインカメラの視野に、一方のシート上に位置する他方のシートのエッジが含まれる、エッジ検出装置。
2. 前記ラインカメラが、その真下に位置する複合シートの幅方向の画像を撮影する、請求項１に記載のエッジ検出装置。
3. 前記一方の照明の光の向きが前記ラインカメラの光軸に対してなす角度が、前記他方の照明の光の向きが前記ラインカメラの光軸に対してなす角度と同じである、請求項１又は２に記載のエッジ検出装置。
4. 前記複合シートをその長さ方向に搬送する搬送手段を備える、請求項１から３のいずれかに記載のエッジ検出装置。